Effect van verhoogde atmosferische CO2-concentratie en stikstofbemesting op groei en competitie in een snelgroeiend populierenhakhoutsysteem

Sophie Dillen
CO2-VERRIJKINGSEFFECT OP BOSSEN VAN KORTE DUUR
 
Klimaatsverandering is van alle tijden. Maar de snelle overgang naar een warmer klimaat, die we nu meemaken, kan de natuur niet alleen op haar geweten hebben. De opwarming van de aarde is enkel te verklaren als ook menselijke activiteiten bij het plaatje worden betrokken. De verbranding van fossiele brandstoffen en de bijhorende uitstoot van koolstofdioxide (CO2) loopt voorop als oorzaak. CO2 is namelijk het belangrijkste broeikasgas dat mee kan leiden tot de opwarming van ons klimaat.

Effect van verhoogde atmosferische CO2-concentratie en stikstofbemesting op groei en competitie in een snelgroeiend populierenhakhoutsysteem

CO2-VERRIJKINGSEFFECT OP BOSSEN VAN KORTE DUUR

 

Klimaatsverandering is van alle tijden. Maar de snelle overgang naar een warmer klimaat, die we nu meemaken, kan de natuur niet alleen op haar geweten hebben. De opwarming van de aarde is enkel te verklaren als ook menselijke activiteiten bij het plaatje worden betrokken. De verbranding van fossiele brandstoffen en de bijhorende uitstoot van koolstofdioxide (CO2) loopt voorop als oorzaak. CO2 is namelijk het belangrijkste broeikasgas dat mee kan leiden tot de opwarming van ons klimaat. Een degelijk klimaatsbeleid is absoluut nodig indien men de gevolgen van de toename in atmosferische CO2 in de hand wil houden. Zo hebben de geïndustrialiseerde landen tijdens het Kyoto-protocol van 1997 zich ertoe verplicht om de emissie van CO2 tegen 2010 te reduceren tot 93 procent van de emissie in 1990.

Sindsdien is er een grote politieke belangstelling voor de rol van bossen in de mondiale CO2-huishouding. Bossen hebben immers een enorm potentieel om koolstof op te slaan in hun houtige biomassa. De vraag is nu of bossen voor een extra opslag van CO2 kunnen zorgen. Uit onderzoek blijkt dat bossen een gestimuleerde groei vertonen bij een hogere CO2-concentratie en mogelijk kan hierdoor een afremming van het broeikaseffect optreden. De ratificerende landen in het klimaatprotocol van Kyoto hopen daarom dat de netto CO2-opname van bestaande, goed groeiende bossen in mindering gebracht mag worden op de uitstoot.

Het huidige CO2-gehalte van de atmosfeer bedraagt 360 ppm (deeltjes CO2 per miljoen deeltjes lucht) en men voorspelt een waarde van 600 ppm tegen 2100. De meeste planten reageren gunstig op zulke stijging van de CO2-concentratie in de atmosfeer met een toename in groei van ongeveer 30 procent. Deze extra groei is echter afhankelijk van de bodemvruchtbaarheid. Immers, in eerdere studies werd een gemis aan groeistimulatie onder verhoogd CO2 toegeschreven aan een tekort aan minerale voedingsstoffen in de bodem.

In het kader van deze thesis werd gezocht naar het effect van CO2 en bodemvruchtbaarheid op de groeirespons van een populierenhakhoutsysteem. Populieren zijn, omwille van hun snelle en prominente respons, de ideale boomsoort wanneer men de effecten van CO2 op bosecosystemen wil bestuderen. Populier biedt bovendien de mogelijkheid om, gezien zijn snelle groei, op korte termijn een relatief lange periode van de levensduur te bestuderen.

De metingen werden uitgevoerd tijdens de zomer van 2003 op een populierenplantage in centraal-Italië die voorzien was van een FACE-infrastructuur (Free-Air Carbon dioxide Enrichment). Bij dit FACE-experiment wordt de CO2-atmosfeer in het begin van de volgende eeuw gesimuleerd door de vegetatie permanent bloot te stellen aan een CO2-concentratie van 550 ppm. De resultaten van zulke FACE-experimenten, waarbij zuivere CO2 rechtstreeks in de omgevingslucht wordt gespoten, worden niet verstoord door ruimtelijke beperkingen, afwijkende temperatuur en vochthuishouding in tegenstelling tot vroegere experimenten met groeikamers.

Via metingen van de stamhoogte en –diameter tijdens het tweede groeiseizoen na de oogst kon vastgesteld worden dat bomen met een FACE-behandeling hoger en dikker waren. De populieren die extra CO2 kregen, produceerden 20 procent meer droge stof dan de populieren zonder extra CO2. De groeisnelheid van deze bomen werd echter niet gestimuleerd door de extra CO2. Het feit dat de bomen onder verhoogde CO2 toch hoger en dikker waren, werd verklaard door een gestimuleerde groeisnelheid tijdens het eerste groeiseizoen, toen de bomen nog jong waren en goed konden aandikken. Een ‘erfenis’ bij wijze van spreken. Zodra de bomen groter en ouder werden, viel deze CO2-stimulatie van de groei weg. Vroeger werd vaak geopperd dat een tekort aan minerale voedingstoffen het CO2-verrijkingseffect zou afzwakken, maar in deze proef verdween zowel bij de bemeste als de niet-bemeste bomen de CO2-stimulatie op langere termijn.

De verminderde groeistimulatie kan toegeschreven worden aan het stadium van ontwikkeling. Bomen die onder extra CO2 groeien, ontwikkelen vaak sneller dan de andere bomen, maar zullen hierdoor ook sneller verouderen (wat gepaard gaat met een tragere groeisnelheid) en eerder afsterven. Ten tweede zou het gehalte aan koolstofverbindingen in het bladweefsel limiterend hoog kunnen worden waardoor de fotosynthetische activiteit een stuk lager wordt. Tot slot zou competitie voor o.a. licht en minerale voedingsstoffen een belangrijk aandeel van de verminderde groei kunnen verklaren. Naarmate de bomen hoger worden en het bladerdek dichtgroeit, ontstaat er competitie tussen de bomen onderling met als gevolg dat de groei zal afnemen.

De aanvankelijk optimistische voorspellingen omtrent de mogelijke toekomstige koolstofopslag door onze bossen hielden geen rekening met het feit dat de 20 tot 30 procent extra groei onder verhoogd CO2 een maximum-effect zou kunnen zijn. De kans is groot dat bossen minder extra CO2 zullen vastleggen dan tot voor kort werd aangenomen. Desalniettemin bieden jonge aangeplante bossen of beheerde ecosystemen, zoals dit populierenhakhoutsysteem, naast de mogelijkheid tot een beperkte koolstofopslag, ook perspectieven op gebied van hernieuwbare energie. Het gebruik van hout voor energieproductie is immers CO2-neutraal: gedurende de volledige levenscyclus van de boom wordt er evenveel CO2 opgenomen (opslag in houtige biomassa) als afgegeven (verbranding). De verbranding van hout levert daarom geen bijdrage aan het broeikaseffect in tegenstelling tot het gebruik van fossiele brandstoffen.

 

Universiteit of Hogeschool
Biologie
Publicatiejaar
2004
Share this on: